« Tout électrifier » et la renaissance du solaire thermique

Une réflexion de Jonny Williams, responsable de la stratégie et des partenariats.

Virtu décarbonise la demande en eau chaude et en électricité d'un bâtiment résidentiel universitaire au Royaume-Uni.

‍

La voie vers la « neutralité carbone » et la transition vers les énergies propres a été rendue possible grâce au déploiement à grande échelle des technologies liées aux énergies renouvelables. À l'échelle mondiale, l'augmentation de la capacité des ressources en énergies renouvelables permet de réduire les émissions de CO2 associées à la combustion de combustibles fossiles pour produire de l'énergie.  

Le concept « tout électrifier », c'est-à-dire l'électrification de nombreux aspects de notre économie, tels que les transports et le chauffage, connaît un essor croissant. Cependant, certaines questions pratiques, telles que la capacité du réseau, doivent être résolues.  

Cette transformation s'opère rapidement et les systèmes d'énergie renouvelable, notamment les parcs éoliens et solaires photovoltaïques, ont été déployés à un rythme impressionnant, les baisses de prix des systèmes dépassant systématiquement les prévisions.[1] La compétitivité des coûts des ressources énergétiques renouvelables, conjuguée à des réglementations de plus en plus strictes en matière de reporting carbone, a encouragé l'innovation et bouleversé les marchés énergétiques obsolètes, souvent au profit des clients commerciaux et privés.  

‍

De nombreuses organisations considèrent que l'électrification des secteurs des transports et du chauffage est l'avenir. Les entreprises de services publics tentent de s'éloigner de la vente de gaz en se concentrant davantage sur l'énergie électrique afin de répondre aux besoins en électricité, en chauffage et en transport. Un certain nombre de leaders du secteur relèvent le défi grâce à des innovations techniques et commerciales impressionnantes, telles que la numérisation, les réseaux intelligents et le stockage d'énergie.  

‍

Parallèlement, la « stratégie pour le chauffage et les bâtiments » du gouvernement britannique met l'accent sur le rôle futur des pompes à chaleur, avec des mesures de soutien politiques déjà en cours et d'autres proposées. D'autres approches bénéficient également d'un soutien, mais il faut chercher longtemps pour les trouver. Plus préoccupantes encore sont les attentes du gouvernement en matière de baisse des prix : les pompes à chaleur sont une technologie mature souvent fabriquée et vendue par de grandes entreprises. En réalité, le potentiel de réduction des prix grâce à l'efficacité de la chaîne d'approvisionnement est limité et les coûts d'installation resteront élevés en raison de la pénurie de main-d'œuvre qualifiée[2].

‍

Cependant, pour que « l'électrification de tout » fonctionne, il y a des défis importants à relever, et l'utilisation de l'électricité pour décarboniser le chauffage reste particulièrement difficile. Parmi les défis importants, on peut citer :  

• Installation de capacités supplémentaires, notamment davantage de parcs solaires et d'éoliennes (terrestres et offshore).
• Dans de nombreux cas, il est nécessaire de rénover les bâtiments afin qu'ils soient adaptés aux pompes à chaleur.
• Actuellement, le nombre de travailleurs qualifiés capables d'installer des pompes à chaleur de haute qualité est limité. Cela conduit souvent à des installations qui ne répondent pas aux normes permettant d'obtenir des performances élevées.
• Pour fournir du chauffage, utiliser des énergies renouvelables pour produire de l'énergie électrique de haute qualité, puis la transformer en énergie thermique de moindre qualité, est une approche inefficace.
• De même, la transition vers une économie basée sur l'hydrogène prendra beaucoup de temps et nécessitera d'énormes investissements dans les infrastructures. En outre, l'hydrogène est mieux adapté à la décarbonisation des secteurs difficiles à réduire, tels que les industries lourdes.  

La transition complète vers une plus grande électrification prendra beaucoup de temps. Il est fort probable que cela prendra trop de temps pour atteindre les objectifs de zéro émission nette fixés pour 2050, sans parler de ceux fixés pour 2030.

‍

En revanche, l'énergie solaire thermique, qui est une technologie mature et rentable disposant d'une base technique et d'installation bien établie, présente plusieurs avantages :

• La chaleur produite par l'énergie solaire thermique est entièrement sans carbone, et les utilisateurs ne dépendent plus des entreprises de services publics pour l'achat d'une grande partie de leur combustible ou de leur électricité. Par extension, cela offre une protection contre la volatilité des marchés énergétiques.
• Dans une installation type au Royaume-Uni ou en Europe du Nord, environ 40 à 60 % des besoins en chauffage et en eau chaude peuvent être couverts par les technologies solaires thermiques. Aujourd'hui, l'installation d'un système solaire thermique permet de réduire de moitié la facture de gaz et les émissions de carbone liées au chauffage et à l'eau chaude de l'utilisateur final. Les installations situées dans des régions plus ensoleillées peuvent offrir des avantages encore plus importants.  
• L'énergie solaire thermique est polyvalente et peut répondre aux besoins de nombreux types de clients : résidences collectives (maisons de retraite, logements étudiants, appartements), processus industriels, hôtels, restauration, agriculture, hôpitaux, etc.
• Le solaire thermique représente une approche sans regret pour la décarbonisation pour ceux qui ont des besoins importants en chaleur. Il est beaucoup plus efficace de produire de la chaleur localement si vous avez une demande constante en chaleur, plutôt que d'utiliser une précieuse électricité à faible teneur en carbone pour faire le même travail.
• Cette technologie est généralement utilisée en combinaison avec d'autres approches pour fournir de l'eau chaude et/ou chauffer des locaux. Pour un utilisateur final, l'énergie solaire thermique offre une voie claire vers la décarbonisation. Par exemple, un bâtiment équipé d'une chaudière à gaz peut installer dès maintenant un système solaire thermique et réduire considérablement ses émissions, puis s'attaquer au carbone restant à une date ultérieure à l'aide d'une pompe à chaleur ou d'hydrogène vert.  
• Les systèmes solaires thermiques modernes peuvent atteindre des températures comprises entre 50 et 250 °C, ce qui convient à de nombreux processus industriels et applications non domestiques, y compris les applications industrielles à basse et moyenne température.
• Les systèmes solaires thermiques conçus par des professionnels peuvent couvrir une part importante des besoins en chauffage et en eau chaude au printemps, en été et en automne, et même apporter une contribution tangible pendant l'hiver, le tout sans brûler de combustibles fossiles ni payer d'électricité supplémentaire.

‍

Les avantages de l'énergie solaire thermique pour les applications dans les secteurs public, commercial et industriel commencent aujourd'hui à être redécouverts par les gouvernements et les entreprises. En 2021, de nombreux pays européens ont augmenté leurs subventions en faveur de l'énergie solaire thermique, notamment l'Allemagne, l'Italie, les Pays-Bas, l'Espagne, Malte et le Royaume-Uni (par exemple, le programme de décarbonisation du secteur public). En outre, l'énergie solaire thermique pour les processus industriels a connu une croissance significative.[3]

Dans de nombreux autres territoires, il n'est pas nécessaire de recourir à des subventions, car le fort ensoleillement et les prix élevés des combustibles rendent ce choix clairement rentable, tant sur le plan financier qu'en termes d'émissions de carbone. À l'approche de 2022, la hausse des prix des combustibles et la dépendance mondiale vis-à-vis des importations rendent de plus en plus convaincants les arguments en faveur d'un chauffage local à faible émission de carbone, tant pour la sécurité énergétique que pour l'indépendance énergétique.

Naked Energy est une entreprise en pleine croissance qui réinvente et repense les technologies solaires thermiques. Nos nouveaux produits hybrides solaires thermiques et photovoltaïques thermiques, VirtuHOT et VirtuPVT, utilisent une approche technique avancée pour moderniser une technologie existante. Notre approche offre des rendements à haute température, un rendement élevé par unité de surface de toiture et une protection contre les augmentations des prix des services publics. Nous assurons une surveillance complète du système grâce à notre plateforme numérique Clarity247, qui valide les performances en temps réel et permet une maintenance proactive. Tout cela contribue à changer l'énergie pour de bon et à redéfinir l'énergie solaire.

Références :

[1] ARS Technica : La baisse du coût des énergies renouvelables ne devrait pas s'arrêter de sitôt.

https://arstechnica.com/science/2021/10/the-decreasing-cost-of-renewables-unlikely-to-plateau-anytime-soon/

[2] DECC (2016) Réductions potentielles des coûts pour les pompes à chaleur à air. Les perspectives d'un marché de masse.

[3] Solar Thermal World : principaux marchés SHIP

https://solarthermalworld.org/news/key-ship-markets-are-germany-chile-spain-and-france/

‍